Museumsexemplare zur Erweiterung unseres Wissens über Pilze analysieren
Der Mensch lebt seit Jahrtausenden mit Pilzen zusammen und nutzt diese unter anderem als Nahrungsquelle. Doch trotz zahlreicher neuerer Forschungserkenntnisse über unsere Pilzfreunde gibt es immer noch vieles, was wir nicht wissen. „In vielen Fällen liegen zwei oder drei Studien vor, die überraschenderweise in der Regel zu völlig unterschiedlichen Ergebnissen kommen“, erklärt Miguel Angel Naranjo-Ortiz(öffnet in neuem Fenster), Forscher an der Universität Oslo(öffnet in neuem Fenster). Wir wissen beispielsweise immer noch nicht, wie weit sich Pilzsporen verbreiten können oder wie stark sie mutieren; die Schätzungen dazu variieren erheblich. Mit finanzieller Unterstützung durch das Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmenprogramm(öffnet in neuem Fenster) für das MUSHEUM-Projekt wandten sich Naranjo-Ortiz und sein Team Museumsexponaten zu, um etwas mehr Klarheit zu schaffen. „Die Idee bestand darin, Populationen aus der Gegenwart mit Populationen aus der Vergangenheit zu vergleichen“, sagt Naranjo-Ortiz. Die Forschung war auf eine Art namens Trichaptum abietinum ausgerichtet. Im Zuge der Forschung wurden genetische Daten mit Wetteraufzeichnungen kombiniert, um Hinweise auf Anpassungsprozesse in Norwegen zu finden, einem Land, das sich durch den Klimawandel stark erwärmt hat.
Museumssammlungen durchforsten
Das Team wählte aus der Sammlung des naturhistorischen Museums(öffnet in neuem Fenster) in Oslo eine Reihe von Proben mit „geringem Wert“ aus, die aus Zeiträumen und geografischen Regionen mit einer hohen Anzahl von Proben stammten. Die Forscherinnen und Forscher nutzten diese Proben, um Protokolle zu optimieren und zu testen, ob eine DNS-Extraktion von ausreichender Qualität möglich ist. Anschließend wurden Kohorten von Stichproben zum Vergleich ausgewählt: Eine Gruppe aus den 1910er Jahren und früher, eine weitere Gruppe aus den 1930er Jahren und eine dritte Gruppe aus den 1960er und 1970er Jahren. Aufgrund unerwarteter Verzögerungen durch defekte Ausrüstung sah sich Naranjo-Ortiz jedoch zu einem Umdenken gezwungen, und beschloss, ein wenig mit den bereits vorhandenen Daten zu experimentieren. „Und dann kam die Überraschung“, sagt er. Naranjo-Ortiz fand heraus, dass der Geninhalt von Individuum zu Individuum stark variierte, selbst beim Vergleich von Isolaten aus derselben Region. „In Norwegen stellten wir fest, dass über 10 % der Gene eines einzelnen Sporenisolats in einem anderen einzelnen Sporenisolat vom selben Fundort nicht vorkamen und umgekehrt“, bemerkt Naranjo-Ortiz. „Diese Erkenntnis ließ sich nicht einfach ignorieren.“
Ein Pilz-Nebenprojekt
Dieses ungeplante Nebenprojekt lieferte Belege dafür, dass diese Pilze den größten Teil ihres Lebenszyklus als Individuum mit zwei genetisch unterschiedlichen, voneinander getrennten Zellkernen gedeihen. „Das ist sehr ungewöhnlich“, bemerkt Naranjo-Ortiz. „Man würde erwarten, dass die beiden Zellkerne verschmelzen, doch das ist nicht der Fall.“ Seiner Theorie zufolge, sind diese nicht dazu in der Lage, – und nun hat er überzeugende Nachweise dafür, dass dies bei zwei verschiedenen Pilzarten der Fall ist. „Aus diesem Grund möchte ich viele Pilze analysieren, um zu beweisen, dass dies ein gemeinsames Muster bei allen Pilzen ist“, fügt er hinzu. Naranjo-Ortiz ist überzeugt davon, dass die Ergebnisse nicht nur die Pilzforschung voranbringen, sondern auch viele Aspekte ihrer Biologie erklären könnten. Manche Pilze rufen bei manchen Menschen beispielsweise unerwünschte Nebenwirkungen hervor, bei anderen jedoch nicht. „Traditionell gingen wir davon aus, dass das Problem bei der Person liegt, aber vielleicht ist es genau umgekehrt; nur einige Individuen des Pilzes sind in der Lage dazu, Toxine zu produzieren“, erklärt er.
Das Pangenom charakterisieren
Für Naranjo-Ortiz deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die standardisierte Charakterisierung des Pangenoms (Geninhalts) einer Pilzart zum Verständnis ihrer biologischen Rolle beitragen könnte, da Vergleiche zwischen verschiedenen Arten ermöglicht werden. „Ich möchte die Hypothese beweisen, dass dies ein Merkmal von Pilzen ist, die zu Großpilzen werden, indem ich viele Genome vieler verschiedener Pilzarten analysiere, nicht nur von Großpilzen“, fügt er hinzu.
